反应堆热工水力学08

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1、5单相流分析5.1单相流输运方程5.2单相流水力学分析5.3单相流传热分析变截面流道无粘流动2∂υdpυ∫∫⋅+++=drψft()∂tρ2ANρoutlNzNρinA1z1l1l214:25:59方程体系2变截面流道无粘流动2N∂υp−pυoutin∫⋅dr++∆ψ+∆=0l1∂tρ2ATNN∂∂υ∫∫⋅=ddrυr⋅11∂∂ttN∂NNqq1ddd1lqlmmmn=∫∫dl==∑∂tA11ρρddtAtAρn=1n2ldqq11mm+−+(poutpin)ρgzz(N−+1)22−=0AtTd2ρAAN114:25:59方程体系3反应堆一

2、回路系统3蒸发4堆芯器21主泵5pinpout21435pin堆芯蒸发器poutl1/A1l2/A2l3/A3l4/A4l5/A514:25:59方程体系4已知泵的扬程为85.3m，流体密度近似为1000kg/m3，试计算需要多少时间流量达到稳态流量的90%？ldqm2111=∆−pq−m22AtTd2ρAA512111C=2−2dqm=∆ptAd2ρ∆pAA51(1−+qC)(1qC)lmmT41/C=2.9610×ddqqAmm+=∆ptd21(−+qCmm)21(qC)lT14:25:59方程体系5ddq

3、qAmm+=∆ptd21(−+qCmm)21(qC)lT11A−−++=ln(1qC)ln(1qC)∆ptC+mm022CClT1+qCAA−1m=exp2Cp∆t2Cp∆=0.551s1−qCllTmT0.511t1e−11q=4m0.511tqmt→∞==2.9610×Ce1+C0.551te1−0.9=⇒t=5.34s0.551te1+14:25:59方程体系65.2.2粘性流动Yt<0,流体处于静止状态VxFxyVxF=τAt=0,上板开始向右运动=µxAxyxt时刻液体在粘性力YVx(y,t)作用下也开始向右运动

4、Vx(y)t=时形成稳定流动14:25:59方程体系7Re数*υ**tVp***xyzυ≡tp≡≡,x,y,z≡,,2VDVeρDeDeDe*Dυ**µ*2*Degg=−∇p+∇υ+*2DtρVDVge*D1υg***2*Dge=−∇p+∇υ+*2DtReVg14:25:59方程体系8边界层V无粘区湍流区扩展区0粘性底层层流边界层过渡区湍流区14:25:59方程体系95.2.3管内层流边界层υυ>>rδzrRz∂∂υυVz(r)Vz(r)zz>>∂∂rz入口区充分发展区∂∂pp≈=0,0∂∂rrθ14:25:59方程体系105.2.3管内层流

5、2∂∂υυ∂∂p∂υµ∂υzzzzρυ+ρυ=−+µ+rzr2∂z∂∂∂rzzrr∂∂rµ∂∂υz∂pr=r∂r∂r∂zµdddυpzr=rrdddrz22RprdυzrR==0⇒=−υz1−24dµzR∂υz=0∂rr=014:25:59方程体系115.2.3管内层流22Rdprυz=−1−24µdzRτwrppp+zδzzτ(r)Vz(r)δz14:25:59方程体系1222层流摩擦系数Rdprυz=−1−24µdzR()dυzVmrτr=+µ=−4

6、µdrRRRυ2πrdr2∫0zRdpVRdpVm=2=−τ=−4µm=+πR8µdzwR2dzdp64µρV22mdpfρV−=mdzρD2V2−=mdzD22LdpLρVm∆=−pdzf=fric∫C640d2zDf==ReRe14:25:59方程体系13例5-8某压水堆停堆情况下，依靠自然循环，一回路冷却剂系统大约有1%的满功率流量。假设满功率流量为4686kg/s，蒸汽发生器的传热管总数为3800根，传热管内直径为0.0222m，传热管平均长度为16.5m，流体密度近似为1000kg/m3，动力粘度为0.001kg/(m·

7、s)，试判断流动是层流还是湍流，并计算摩擦系数和入口到出口的摩擦压降。14:25:59方程体系14ρVDqD46860.02220.01××mmRe====707.25<21002µµA0.001×(3800×π×0.0222/4)64q46860.01×mf==0.0905V===0.0318m2ReρA1000×(3800×π×0.0222/4)22LρV16.510000.0318×mΔpf0.0905==